Demostración de CElocal como descriptor de la energía de adsorción. (A) El BE del CO en varios sitios de NP de Au en función de CElocal:cubo de 172 átomos (rectángulos), Icosaedro de 147 átomos (hexágonos), y cuboctaedro (rombo) de 147 átomos. Mapa de calor de diferentes sitios en los NP con respecto a su BE de CO (B a D) y a su CElocal (E a G). El esquema de color sigue el rango de unión de CO más fuerte a CElocal más débil (violeta) y de unión más débil a CElocal más fuerte (rojo). Crédito: Avances de la ciencia (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aax5101
Las nanopartículas metálicas tienen una amplia gama de aplicaciones, de la medicina a la catálisis, de la energía al medio ambiente. Pero los fundamentos de la adsorción (el proceso que permite que las moléculas se unan como una capa a una superficie sólida) en relación con las características de las nanopartículas aún no se han descubierto.
Una nueva investigación de la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh presenta el primer modelo de adsorción universal que tiene en cuenta las características estructurales detalladas de las nanopartículas, composición de metales y diferentes adsorbatos, haciendo posible no solo predecir el comportamiento de adsorción en cualquier nanopartícula metálica, sino también evaluar su estabilidad, así como.
La investigación combina el modelado de química computacional con el aprendizaje automático para ajustar una gran cantidad de datos y predecir con precisión las tendencias de adsorción en nanopartículas que no se han visto anteriormente. Al conectar la adsorción con la estabilidad de las nanopartículas, Las nanopartículas ahora se pueden optimizar en términos de su accesibilidad sintética y el comportamiento de las propiedades de la aplicación. Esta mejora acelerará significativamente el diseño de nanomateriales y evitará la experimentación de prueba y error en el laboratorio.
"Este modelo tiene el potencial de impactar en diversas áreas de la nanotecnología con aplicaciones en catálisis, sensores, separaciones e incluso administración de fármacos, "dice Giannis (Yanni) Mpourmpakis, becario de la facultad de exalumnos del Bicentenario de la escuela Swanson y profesor asociado de ingeniería química y petrolera, cuyo laboratorio CANELa realizó la investigación. "Nuestro laboratorio, así como otros grupos, han realizado estudios computacionales previos que describen la adsorción en metales, pero este es el primer modelo universal que tiene en cuenta el tamaño de las nanopartículas, forma, composición del metal y tipo de adsorbato. También es el primer modelo que conecta directamente una propiedad de aplicación, tales como adsorción y catálisis, con la estabilidad de las nanopartículas ".
